DE60317041T2 - LOADING PROFILE AND MANUFACTURING PROCESS - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Laufstreifen, der dazu bestimmt ist, einen Luftreifen für Personenkraftwagen auszurüsten; sie betrifft insbesondere einen Laufstreifen, dessen Profil das Abrollgeräusch merklich verringert. Sie bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Festlegung eines Laufstreifenprofils, das es ermöglicht, das Abrollgeräusch zu reduzieren.The The invention relates to a tread intended to be Pneumatic tires for Equip passenger cars; in particular, it relates to a tread whose profile is the rolling noise noticeably reduced. It also relates to a method for Determining a tread pattern that allows the rolling noise to to reduce.
Um das Abrollgeräusch eines Luftreifens zu reduzieren, auf dem ein Laufstreifen vorgesehen ist, der ein Profil aufweist, können bekanntlich in der Längsrichtung des Laufstreifens von einem zugrundeliegendem Motiv abgeleitete Muster in einem solchen Maßstab aneinander gereiht werden, dass die Schallenergie über einen möglichst großen Frequenzbereich möglichst homogen verteilt ist.Around the rolling noise to reduce a pneumatic tire on which a tread provided is, who has a profile can known in the longitudinal direction of the tread derived from an underlying motive Patterns on such a scale be strung together that the sound energy over a preferably huge Frequency range as possible is distributed homogeneously.
Es
ist beispielsweise aus dem Dokument
Obwohl es diese letzte Konstruktionstechnik ermöglicht, die subjektive Wahrnehmung der Insassen eines Fahrzeuges während der Fahrt im Durchschnitt zu verbessern, so führt sie in einer gewissen Anzahl von Fällen in Bezug auf die Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum qualitativ zu verhältnismäßig schlechten Ergebnissen. Es war also notwendig, zusätzliche Regeln zur Optimierung des Aufbaus eines Reifenprofils und insbesondere eines Luftreifens für Personenkraftwagen festzulegen.Even though It allows this last construction technique, the subjective perception the occupants of a vehicle during To improve the ride on average, it leads in a certain number of cases in terms of noise in the vehicle interior qualitatively to relatively poor results. So it was necessary, extra Rules for optimizing the structure of a tire profile and in particular a pneumatic tire for To specify passenger cars.
Im Übrigen werden
in den Druckschriften
Die hier beschriebene Erfindung soll ein Verfahren zur Konstruktion eines Reifenprofils angeben, das zumindest zwei verschiedene Unterteilungen aufweist, um die akustischen Beeinträchtigungen, die im Fahrzeuginnenraum wahrgenommen werden können, zu reduzieren.The The invention described herein is intended to be a method of construction indicate a tire profile that has at least two different subdivisions, to the acoustic impairments, which can be perceived in the vehicle interior to reduce.
Gemäß der Erfindung
weist der Laufstreifen mit einer Breite L für Luftreifen ein Profil auf,
das aus einer Vielzahl von Mustergruppen gebildet ist, wobei diese
Gruppen in Querrichtung des Laufstreifens eine Zahl M von zumindest
gleich zwei ringförmigen Unterteilungen
mit verschiedenen Mustergruppen der Indizes (i) und (j) und einer
durchschnittlichen Breite Li, Lj bilden, die Summe dieser Breiten
Li, Lj zumindest 80% der Breite L des Laufstreifens entspricht,
jede ringförmige
Unterteilung von Mustergruppen durch eine Aneinanderreihung einer
Vielzahl von Mustergruppen gebildet wird, wobei jede Gruppe von
einer Gruppe von zugrundeliegenden Motiven abgeleitet ist, zumindest
zwei der genannten Mustergruppen der betrachteten Unterteilung in Längsrichtung
verschiedene Längen
aufweisen und das Verhältnis
Li der Länge
der kleinsten Mustergruppe in Längsrichtung
und der größten Mustergruppe der
genannten Unterteilung auf jeden Fall kleiner als eins ist, wobei
der Laufstreifen dadurch gekennzeichnet ist, dass für zumindest
zwei ringförmige
Unterteilungen, die Ni bzw. Nj Muster enthalten, wobei Ni immer
kleiner ist als Nj, die folgenden Beziehungen erfüllt sind:
Für den Fall einer einzigen Unterteilung (M = 1) sei angemerkt, dass das berechnete Gesamthöhenverhältnis dem Höhenverhältnis entspricht.In the case a single subdivision (M = 1), it should be noted that the computed Total height ratio to Height ratio corresponds.
Durch den erfindungsgemäßen Laufstreifen kann das Auftreten einer Emission im der Schallemissionsspektrum verhindert werden, die durch eine zu starke Wechselwirkung zwischen den ringförmigen Unterteilungen entstehen kann; der Laufstreifen ermöglicht es ferner, das Auftreten einzelner Schallenergiepakete zu verhindern, die aus einer ungenügenden Wechselwirkung zwischen den Unterteilungen resultieren.By the tread of the invention can prevents the occurrence of an emission in the acoustic emission spectrum are caused by too strong an interaction between the annular partitions can arise; the tread also makes it possible to occur to prevent individual sound energy packets resulting from an insufficient interaction between the subdivisions result.
Sobald das Überdeckungsverhältnis Tij größer als 0,5 ist, ist die Gegenwart eines Frequenzbereichs in dem Schallemissionsspektrum feststellbar, der höherenergetisch als die anderen ist und für die Insassen eines Fahrzeuges störend sein kann, wobei diese Belästigung mit einem sirenenartigen Geräusch oder einem Schlaggeräusch verbunden ist.Once the coverage ratio Tij is greater than 0.5, the presence of a frequency bin detectable in the acoustic emission spectrum, which is higher energy than the others and may be disturbing to the occupants of a vehicle, this annoyance is associated with a siren-like noise or a sound whistle.
Wenn das Überdeckungsverhältnis Tij kleiner als 0,20 ist, stellt man fest, dass die Schallenergie in dem Frequenzspektrum in Form von isolierten Paketen verteilt ist und unter solchen Bedingungen der Lärm, der durch die Reifen erzeugt wird, nicht mehr mit der akustische Umgebung des Fahrzeuginnenraums verschmilzt; er tritt als Schlaggeräusch in dem Fahrzeug auf.If the coverage ratio Tij is less than 0.20, it can be seen that the sound energy in the frequency spectrum is distributed in the form of isolated packets and under such conditions the noise generated by the tires is no longer with the acoustic environment of the vehicle interior fuses; he occurs as a striking sound in the vehicle.
Der vorgeschlagene Wertebereich für das Verhältnis des berechneten Gesamthöhenverhältnisses Rpg erlaubt es, die Existenz von Schallenergie bei niedrigen Frequenzen zu verhindern, die einem Bereich entsprechen, in dem die Filterung des Fahrzeugs am wenigsten wirksam ist. Durch diesen Bereich können außerdem zu große Abweichungen der Steifigkeit der Profilierung verhindert werden, um ein korrektes Funktionieren des Reifens zu garantieren.The proposed value range for the ratio of the calculated total height ratio R pg makes it possible to prevent the existence of sound energy at low frequencies corresponding to an area where the filtering of the vehicle is least effective. This range can also prevent excessive variations in the rigidity of the profiling to ensure proper functioning of the tire.
Wenn das Profil eines Laufstreifens vorzugsweise nur zwei ringförmige Unterteilungen von Mustergruppen umfasst, ist der Effekt der Wechselwirkung optimal, sobald das Überdeckungsverhältnis Tij im Bereich von 0,30 bis 0,42 und gleichzeitig das berechnete Gesamthöhenverhältnis im Bereich von 0,6 bis 0,66 liegt.If the profile of a tread preferably only two annular subdivisions of pattern groups, the effect of the interaction is optimal, as soon as the overlap ratio Tij in Range from 0.30 to 0.42 and at the same time the calculated total height ratio in Range from 0.6 to 0.66.
Wenn das Profil eines Laufstreifens mehr als zwei ringförmige Unterteilungen aufweist, ist es vorteilhaft, dass die Unterteilung, die die größte Zahl von Mustergruppen besitzt, und die Unterteilung, die die kleinste Anzahl von Mustergruppen besitzt, ein Überdeckungsverhältnis von 0,20 bis 0,38 und ein berechnetes Gesamthöhenverhältnis Rpg von 0,6 bis 0,63 aufweisen.When the tread pattern has more than two annular partitions, it is preferable that the partition having the largest number of pattern groups and the partition having the smallest number of pattern groups have a coverage ratio of 0.20 to 0.38 and a calculated total height ratio R pg of 0.6 to 0.63.
Vorteilhaft
erfüllt
das Verhältnis
Ri jeder Unterteilung unabhängig
von der Anzahl der Unterteilungen die folgende Beziehung:
Wenn der Wert des Verhältnisses Ri einer Unterteilung größer als 0,8 ist, verteilt sich die Schallenergie der Unterteilung auf eine begrenzte Anzahl von Frequenzen, wodurch im Fahrzeugsinnenraum eine Belästigung in Form eines sirenenartigen Geräuschs auftreten kann.If the value of the relationship Ri of a subdivision greater than 0.8, the sound energy of the subdivision is distributed to one limited number of frequencies, thereby creating a vehicle interior harassment in the form of a siren-like sound can occur.
Wenn der Wert des Verhältnisses Ri niedriger als 0,5 ist, ist es sehr schwierig, ein zufriedenstellendes Gleichgewicht zwischen den Unterteilungen zu finden.If the value of the relationship Ri is lower than 0.5, it is very difficult to achieve a satisfactory To find balance between the subdivisions.
Vorzugsweise weisen die verschiedenen ringförmigen Unterteilungen ein Vertiefungsverhältnis, d. h. ein Verhältnis der gesamten Oberfläche des Laufstreifens abzüglich der wirklichen Kontaktfläche zu der gesamten Oberfläche des Laufstreifens von 0,15 bis 0,45 auf.Preferably show the different ring-shaped Subdivisions a recess ratio, d. H. a ratio of entire surface of the tread minus the real contact surface too the entire surface of the tread from 0.15 to 0.45.
Vorzugsweise betragen die Unterschiede zwischen den Vertiefungsverhältnissen der ringförmigen Unterteilungen eines Laufstreifens maximal 0,10. Durch diese Bedingung können Unsymmetrien zwischen den ringförmigen Unterteilungen begrenzt werden, die zu Schwierigkeiten bei der Einstellung ausgewogener Eigenschaften führen können. Außerdem und selbst wenn sie nicht vollständig hinreichend ist, können durch diese Bedingung relativ gleiche Beiträge jeder ringförmigen Unterteilung zur gesamten Geräuschentwicklung des Reifenprofils garantiert werden und folglich eine homogene Verteilung der Energie im Spektrum der Schallabstrahlung, sodass der Lärm des Reifens besser mit der akustischen Umgebung des Fahrzeuginnenraums verschmelzen kann.Preferably are the differences between the specialization ratios the annular Subdivisions of a tread maximum 0.10. By this condition can Asymmetries between the annular Subdivisions are limited, which balanced to difficulty setting Properties lead can. Furthermore and even if they are not complete is sufficient by this condition, relatively equal contributions of each annular subdivision to the total noise of the tire tread and consequently a homogeneous distribution the energy in the spectrum of sound radiation, so the noise of the tire blend better with the acoustic environment of the vehicle interior can.
Die Erfindung schlägt ferner ein Verfahren zur Verminderung des Abrollgeräusches eines Luftreifens vor, der mit einem Laufstreifen der Breite L ausgestattet ist und ein Profil aufweist, dass aus einer Vielzahl von Profilmustern ausgebildet ist, durch Optimierung des Effektes der Wechselwirkungen der Unterteilungen des Laufstreifenprofils. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst für ein Profil, das aus zwei Unterteilungen ausgeformt ist, die folgenden Schritte:
- A – Bildung einer ersten Unterteilung von zumindest zwei Mustergruppen unterschiedlicher Länge, wobei diese Unterteilung Ni Gruppen umfasst, und das Verhältnis der kleinsten Länge und der größten Länge in Längsrichtung gleich Ri ist;
- B – Erstellung einer zweiten Unterteilung von zumindest zwei Mustergruppen unterschiedlicher Länge; wobei diese Unterteilung Nj Gruppen umfasst, und das Verhältnis der kleinsten Länge und der größten Länge in Längsrichtung gleich Rj ist;
- C – Berechnung des Wertes des Überdeckungsverhältnisses Tij und des berechneten Gesamthöhenverhältnisses Rpg aus den Werten Ni, Ri, Nj, Rj unter Verwendung der folgenden Formeln:
- D – Vergleich der berechneten Werte von Tij mit einem gewünschten Wert im Bereich von 0,20 bis 0,50 und Vergleich des berechneten Wertes von Rpg mit einem gewünschten Wert im Bereich von 0,6 bis 0,66;
- E – wenn der berechnete Wert von Tij nicht im Bereich von 0,20 bis 0,50 liegt oder wenn der berechnete Wert von Rpg nicht im Bereich von 0,6 bis 0,66 liegt, Veränderung zumindest eines Wertes, der unter den Werten Ni, Nj, Ri, Ri ausgewählt ist, und Wiederholung der Schritte C und D bis die folgenden Beziehungen erfüllt sind: 0,20 ≤ Tij ≤ 0,50 und 0,60 ≤ Rpg ≤ 0,66.
- A - forming a first subdivision of at least two pattern groups of different lengths, said subdivision comprising Ni groups, and the ratio of the smallest length and the largest length in the longitudinal direction being equal to Ri;
- B - creation of a second subdivision of at least two pattern groups of different lengths; wherein this subdivision comprises Nj groups, and the ratio of the smallest length and the largest length in the longitudinal direction is Rj;
- C - calculating the value of the coverage ratio Tij and the calculated total altitude ratio R pg from the values Ni, Ri, Nj, Rj using the following formulas:
- D - Comparison of the calculated values of Tij with a desired value in the range of 0.20 to 0.50 and comparing the calculated value of R pg with a desired value in the range of 0.6 to 0.66;
- E - if the calculated value of Tij is not in the range of 0.20 to 0.50, or if the calculated value of R pg is not in the range of 0.6 to 0.66, changing at least one of the values below Ni, Nj, Ri, Ri, and repeating steps C and D until the following relationships are satisfied: 0.20 ≦ Tij ≦ 0.50 and 0.60 ≦ R pg ≦ 0.66.
Dieses Verfahren zur Verminderung des Abrollgeräusches eines Reifens ist besonders interessant, da es für die Einstellung von ausgewogenen Eigenschaften bei der Fahrt des Luftreifens mehr Freiheitsgrade zur Verfügung stellt.This A method for reducing the rolling noise of a tire is particularly interesting as it is for the setting of balanced properties when driving the Pneumatic tire provides more degrees of freedom.
Mit diesem Verfahren können selbstverständlich auch mehr als zwei Unterteilungen behandelt werden, zum Beispiel indem sicher gestellt wird, dass bei paarweiser Betrachtung der ringförmigen Unterteilungen in der Reihenfolge einer steigenden Anzahl von Mustern, das Überdeckungsverhältnis der Unterteilungen im Bereich von 0,20 bis 0,50 und vorzugsweise 0,30 bis 0,42 liegt, und dass außerdem das berechnete Gesamthöhenverhältnis Rpg im Bereich von 0,6 bis 0,66 liegt.Of course, this method can also handle more than two partitions, for example, by ensuring that when pairwise viewing the annular partitions in the order of increasing numbers of patterns, the coverage ratio of the partitions is in the range of 0.20 to 0.50 and preferably 0.30 to 0.42 and, moreover, that the calculated total height ratio R pg is in the range of 0.6 to 0.66.
Wenn man die Unterteilungen nach ihrer entsprechenden Anzahl von Mustern N1, N2, N3 in aufsteigender Reihenfolge ordnet (N3 größer als N2, N2 größer als N1), besteht eine andere mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, folgende Parameter zu bestimmen: Anzahl der Mustergruppen und Verhältnis für alle Paare der Unterteilungen von der kleinsten zu der größten Gruppe entsprechend der Anzahl von Mustern (N1, N2) und (N2, N3), damit das Überdeckungsverhältnis jedes der Paare im Bereich von 0,20 bis 0,50 und vorzugsweise 0,30 bis 0,42 liegt. In diesem Fall muss das berechnete Gesamthöhenverhältnis Rpg im Bereich von 0,6 bis 0,66 liegen.If one arranges the subdivisions according to their corresponding number of patterns N1, N2, N3 in ascending order (N3 greater than N2, N2 greater than N1), another possible application of the method according to the invention is to determine the following parameters: number of pattern groups and Ratio for all pairs of the subdivisions from the smallest to the largest group corresponding to the number of patterns (N1, N2) and (N2, N3), so that the coverage ratio of each of the pairs ranges from 0.20 to 0.50 and preferably 0, 30 to 0.42. In this case, the calculated total height ratio R pg must be in the range of 0.6 to 0.66.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die mit Bezug auf die Figuren angegeben ist, die als ein nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel ein erfindungsgemäßes Reifenprofil zeigen, wobei:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description given with reference to the figures, as a non-limiting Example to show an inventive tire profile, wherein:
die
die
die
Die
Dieses
Profil ist aus zwei ringförmigen
Unterteilungen gebildet, wobei jede aus einer Vielzahl von Gruppen
von Reliefmustern
Eine
ringförmige
Unterteilung
Eine
zweite ringförmige
Unterteilung
Aufgrund
der für
die zwei ringförmigen
Unterteilungen
Mit
einer derartigen Konfiguration ist die theoretische Verteilung der
Schallenergie in dem Spektrum der Schallabstrahlung relativ gleichmäßig, wie dies
aus der
Es wurde überdies festgestellt, dass die Unterteilung mit dem niedrigeren Vertiefungsverhältnis weniger zu der gesamten Energieverteilung beiträgt und dass es vorteilhaft ist, wenn der Unterschied des Vertiefungsverhältnisses bei den ringförmigen Unterteilungen kleiner als 10% ist, um eine homogene Energieverteilung in dem Spektrum der Schallabstrahlung zu gewährleisten, wodurch die Reifengeräusche besser mit der akustischen Umgebung des Fahrgastraums verschmelzen können. Um ein besseres Verhalten eines Fahrzeugs, das mit Reifen mit einer erfindungsgemäßen Profilierung ausgestattet ist, auf trockener Fahrbahn zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn die erste Unterteilung auf der, bezogen auf das Fahrzeug, Außenseite angebracht wird.It was also found that the subdivision with the lower pit ratio less contributes to the overall energy distribution and that it benefits is when the difference of the pit ratio in the annular partitions Less than 10% is a homogeneous energy distribution in the spectrum to ensure the sound radiation which makes the tire noise better can merge with the acoustic environment of the passenger compartment. Around a better behavior of a vehicle with tires with one profiling according to the invention equipped to get on dry road, it is advantageous if the first subdivision on the, relative to the vehicle, outside is attached.
Die
- – Der
Reifen P1 ist mit einem erfindungsgemäßen Laufstreifen ausgestattet,
dessen Profil in
1 gezeigt ist (die Darstellung seines Spektrums erfolgt mit einer fett gezeichneten Linie, die das Bezugszeichen1 hat); - – der
Reifen P2 ist mit einem Profil ausgestattet, das zwei ringförmige Unterteilungen
aufweist, wobei eine Unterteilung 45 Gruppen von Mustern mit einem
Höhenverhältnis gleich
0,8 hat, und die andere 68 Gruppen mit einem Höhenverhältnis von 0,81 aufweist. Das Überdeckungsverhältnis Tij
ist demnach gleich 0,02 und das berechnete Gesamthöhenverhältnis Rpg beträgt
0,655 (die Darstellung seines Spektrums erfolgt mit einer dünnen Linie
mit dem Bezugszeichen
2 ); - – der
Reifen P3 entspricht einem gewöhnlichen Reifen;
er ist mit einem monounterteilten Profil versehen, das 72 Gruppen
von Mustern und ein Höhenverhältnis von
0,71 aufweist, bei dem man die Verteilung der Reliefmuster optimiert
hat, um die Schallenergie gemäß den Verfahren
merklich zu reduzieren, die einem Fachmann bekannt sind und auf
die in der Einleitung hingewiesen wurden. Mit N1 =
N2 und R1 = R2 hat dieses Profil ein Überdeckungsverhältnis von
1 und ein berechnetes Gesamthöhenverhältnis gleich
dem Höhenverhältnis, d.
h. 0,71 (sein Spektrum ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt,
die das Bezugszeichen
3 hat).
- - The tire P1 is equipped with a tread according to the invention, whose profile in
1 is shown (the representation of its spectrum is carried out with a bold line, the reference numeral1 Has); - The tire P2 is provided with a profile having two annular partitions, one partition having 45 groups of patterns with a height ratio equal to 0.8, and the other having 68 groups with a height ratio of 0.81. The coverage ratio Tij is therefore equal to 0.02 and the calculated total height ratio R pg is 0.655 (the representation of its spectrum is indicated by a thin line with the reference numeral
2 ); - The tire P3 corresponds to an ordinary tire; it is provided with a monomounted profile having 72 sets of patterns and a height ratio of 0.71, in which the distribution of the relief patterns has been optimized so as to noticeably reduce the sound energy according to the methods known to a person skilled in the art have been referred to in the introduction. With N 1 = N 2 and R 1 = R 2 , this profile has an overlap ratio of 1 and a calculated total height ratio equal to the height ratio, ie 0.71 (its spectrum is shown with a dashed line, which is the reference numeral
3 Has).
Diese drei Reifen wurden in einem semi-anechoiden Raum unter den folgenden Bedingungen gemessen: Last: 412 daN, Druck: 2,5 bar, Geschwindigkeit: 80 km/h.These three tires were in a semi-anechoid space among the following Conditions measured: load: 412 daN, pressure: 2.5 bar, speed: 80 km / h.
Es ist festzustellen, dass das Spektrum des erfindungsgemäßen Profils P1 sehr deutlich unterhalb des Niveaus der Spektren der anderen beiden Reifen P2 und P3 liegt.It it should be noted that the spectrum of the profile according to the invention P1 is well below the level of the spectra of the others Both tires P2 and P3 is located.
Darüber hinaus weist das Spektrum des Reifens (P1) weder Emissionen noch isolierte akustische Energiepakete auf, im Gegensatz zum Spektrum des Reifens P2, wo die Energie in 4 verschiedenen Paketen verteilt ist: Das erste unterhalb der Oberschwingung bei 50 Hz, ein zweites um die Oberschwingung bei 75 Hz, ein drittes um die Oberschwingung bei 100 Hz und das letzte um die Oberschwingung bei 130 Hz.Furthermore the spectrum of the tire (P1) shows neither emissions nor isolated acoustic energy packages, unlike the spectrum of the tire P2, where the energy is distributed in 4 different packages: The first below the harmonic at 50 Hz, a second around the harmonic Harmonics at 75 Hz, a third around the harmonic at 100 Hz and the last around the harmonic at 130 Hz.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das einzige beschriebene Beispiel begrenzt und der Fachmann kann aufgrund seiner Kenntnisse verschiedene Modifikationen durchführen.The Invention is self-evident not limited to the sole example described and the person skilled in the art can make various modifications due to his knowledge.
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